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极客时间 - 《Redis核心技术与实战》 学习笔记 4

内存快照:宕机后,Redis如何实现快速恢复?


  • Redis 提供了两个命令来生成 RDB 文件,分别是 save 和 bgsave。
save:在主线程中执行,会导致阻塞;
bgsave:创建一个子进程,专门用于写入 RDB 文件,避免了主线程的阻塞,这也是 Redis RDB 文件生成的默认配置。
  • Redis 就会借助操作系统提供的写时复制技术(Copy-On-Write, COW),在执行快照的同时,正常处理写操作。
简单来说,bgsave 子进程是由主线程 fork 生成的,可以共享主线程的所有内存数据。
bgsave 子进程运行后,开始读取主线程的内存数据,并把它们写入 RDB 文件。
此时,如果主线程对这些数据也都是读操作(例如图中的键值对 A),那么,主线程和 bgsave 子进程相互不影响。
但是,如果主线程要修改一块数据(例如图中的键值对 C),那么,这块数据就会被复制一份,生成该数据的副本。
然后,bgsave 子进程会把这个副本数据写入 RDB 文件,而在这个过程中,主线程仍然可以直接修改原来的数据。

  • 如果频繁地执行全量快照,也会带来两方面的开销。
一方面,频繁将全量数据写入磁盘,会给磁盘带来很大压力,多个快照竞争有限的磁盘带宽,
前一个快照还没有做完,后一个又开始做了,容易造成恶性循环。
另一方面,bgsave 子进程需要通过 fork 操作从主线程创建出来。
虽然,子进程在创建后不会再阻塞主线程,但是,fork 这个创建过程本身会阻塞主线程, 而且主线程的内存越大,阻塞时间越长。
如果频繁 fork 出 bgsave 子进程,这就会频繁阻塞主线程了。
  • Redis 4.0 中提出了一个混合使用 AOF 日志和内存快照的方法。
简单来说,内存快照以一定的频率执行,在两次快照之间,使用 AOF 日志记录这期间的所有命令操作。
这样一来,快照不用很频繁地执行,这就避免了频繁 fork 对主线程的影响。
而且,AOF 日志也只用记录两次快照间的操作,也就是说,不需要记录所有操作了, 因此,就不会出现文件过大的情况了,也可以避免重写开销。
如下图所示,T1 和 T2 时刻的修改,用 AOF 日志记录, 等到第二次做全量快照时,就可以清空 AOF 日志,因为此时的修改都已经记录到快照中了,恢复时就不再用日志了。

  • RDB 优势在于,可以快速恢复数据库,也就是只需要把 RDB 文件直接读入内存,避免了 AOF 需要顺序、逐一重新执行操作命令带来的低效性能问题。缺点是频繁快照很耗资源

  • 三点建议
1. 数据不能丢失时,内存快照和 AOF 的混合使用是一个很好的选择;
2. 如果允许分钟级别的数据丢失,可以只使用 RDB;
3. 如果只用 AOF,优先使用 everysec 的配置选项,因为它在可靠性和性能之间取了一个平衡。